Wärmedisplay täuscht unechte 3D-Struktur vor

Vom Mikronadelkissen über Ultraschall-Vibrationen bis zu elektrostatischen Aufladungen – viele Konzepte wurden bereits verfolgt, um eine Mensch-Maschine-Schnittstelle für den Tastsinn zu entwickeln. Damit ließen sich in Zukunft etwa Stoffe aus der Ferne digital erfühlen oder Spiele im Wortsinn noch reizvoller gestalten. US-Forscher von der Texas A&M University in College Station nördlich von Houston erprobten nun ein Wärme-Display, um tastenden Fingern fühlbare Strukturen vorzugaukeln.

Feedback über die Haut

„Das ist ein völlig neuer Weg, um die Wahrnehmung von Berührungen zu modulieren“, sagt Jonathan Felts vom Advanced Nano-Manufacturing Lab. Gemeinsam mit Cynthia Hipwell und weiteren Kollegen analysierte er die Reibungskräfte, die auf eine Fingerspitze beim Streichen über eine glatte Glasfläche wirken. Dabei zeigte sich, dass diese Kräfte bei 42 Grad Celsius etwa 50 Prozent größer waren als bei einer Raumtemperatur von 23 Grad. Die Ursache dafür liegt in der Elastizität und der Feuchtigkeit der menschlichen Haut, die eine starke Temperaturabhängigkeit aufweisen.

Auf diese Erkenntnis aufbauend konzipierten die Forschenden ein erstes Wärme-Display etwa von der Größe eines Notizzettels. Über integrierte Heizelemente ließ sich die Temperatur der gläsernen Oberfläche gezielt regeln.

Reicht die Auflösung?

So erzeugten sie ein Wärmeprofil beispielsweise mit abwechselnd kühlen und warmen Streifen. Zwölf Testpersonen berührten dieses völlig glatte Wärme-Display ohne Sichtkontakt und sollten ihren Gefühlseindruck beschreiben. Tatsächlich berichteten sie, dreidimensionale Strukturen und sogar einzelne Auswölbungen wahrgenommen zu haben.

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Diese ersten Experimente zeigen, dass Temperaturunterschiede einer glatten Oberfläche dem menschlichen Tastsinn dreidimensionale Strukturen vorgaukeln können. Ob sich so jedoch deutlich detaillierte Empfindungen wie die Textur eines Stoffes simulieren lassen, müssen weitere Entwicklungen solcher Wärme-Displays zeigen. Falls es gelingen sollte, hätte diese Art einer Tast-Schnittstelle den großen Vorteil, deutlich weniger Energie zu benötigen als beispielsweise Ultraschall-Tast-Displays.

(bsc)